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Verfahren zum 3etrieb einer Überwachungseinrichtung Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Überwachungseinrichtung zum Feststellen
des Eindringens eines Körpers vorgegebener Mindestgröße in einen Ube;-wachungsraum
mittels gebunddten Strahlen, die von Ser.eeinrichtungen ausgehend den Überwachungsraum
ggf. mehrfa@@ und auf unterschiedlichen Bahnen durchlaufen Ufld Bak m treffen auf
abgestimmte Empfangseinrichtungen den Überwachungsraum freimelden, insbesondere
für die Gefahrenraumfreimeldung im Eisenbahnsicherungswesen mittels Laserstraffc:;
Im Eisenbahnsicherungswesen ist es bekannt, den Gefahrenraum zwischen den Schranken
eines Bahnüberganges auf seinen : bzw. Besetztzustand zu überwachen. Bei einer bekannten
b%-:-wachungseinrichtung (DT-OS 1 919 468) erfolgt die Gefahrenraumüberwachung mittels
gebündelter Strahlen, beispielsw@@@@ Laserstrahlen. Hierzu sind an der Grenze des
Gefahrenraum;~ Sendeeinrichtungen angeordnet, von denen aus die Strahlen in den
Gefahrenraum eindringen und nach mehrfacher Umlenkung durch am Rande des Gefahrenraumes
angeordnete Spiegel zur freiem Gefahrenraum auf Empfangseinrichtungen auftreffen.
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Ist der Gefahrenraum besetzt, dann sollen die Empfangseinrichtungen
nicht ansprechen; die Schranken des Bahnüberganges lassen sich nicht schließen und
ZugSahrten über dan Bahnübergang werden nicht freigegeben.
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Ein derartiges Fuitionsverhalten ist nur dann gewährleistet, wenn
siche.gestelkt ist, daß die Empfangseinrichtungen durch irgendwelche Fremdstrahlung
nicht ansprechen können, solange der Gahrenraum tatsächlich besetzt ist. Unter Fremdstralung
ist bei laserüberwachten Gefahrenräumen das Licht der tiefstehenden Sonne aber auch
die von Scheinwerfern ausgehend den Lichtstrahlen zu verstehen.
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Zur Unterscheidung von Nutz- und Fremdstrahlung ist es bekann, die
von Sendeeinrichtungen ausgehende Nutzstrahlung impulsweise zu übertragen und ggf.
in einem bestimmten Code auszusenden. Ferner ist es bekannt, den Empfangseinrichtur.-gen
Filter vorzuschalten, welche auf die von den Sendet richtungen ausgesandte Frequenz
bzw. Frequenzen der Nutzstrahlung abgestimmt sind.
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Die vorgenannten Maßnahmen haben sich zwar im allge:neinen recht gut
bewährt; es ist jedoch nicht mit Sicherheit auszuschließen, daß die Empfangseinrichtungen
nicht doch auf Fremdstrahlung ansprechen und so eine gefahrbringende Freimeldung
des Gefahrenraumes zur Unzeit bewirken können.
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Diese Gefahr ist um so größer, je geringer die Leistung der von den
Sendeeinrichtungen ausgesandten Strahlung und je größer die Verstärkung der von
den Empfangs einrichtungen aufgenommenen Intensitätswerte ist. Bei hoher Verstärkung
kann es zu einer derartig starken Anhebung des Rauschpegels in den Empfangseinrichtungen
kommen, daß diese allein durch das aus einer Vielzahl von Frequenzen gebildete Rauschsignal
voll ausgesteuert werden. Die Folge hiervon könnte das Abgeben eines Freimeldesignals
zur Unzeit sein.
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(Einfügung A Seite 10) Im Eisenbahnsicherungswesen, bei dem ein fälschlicherweise
ausgelöstes Freimeldesignal nicht nur zu einer Betriebsstörung, sondern zu Personen-
und Sachgefährdungen führen
könnte, muß der vorgenannte Fall mit
Sicherheit ausgescosse werden. Gerade im Eisenbahnsicherursgswesen ist aber die
Gefahr eines unzeitigen Ansprechens der Empfangseinrichtungen nicht auszuschließen,
weil die Gefahrenraumfreimeldeeinrichtungen aus Sicherheitsgründen in ihrer Sendeleistung
begrenzt sind und daher empfangsseitig mit hoher Versvärkwlg arbeiten müssen, um
auch bei ungünstigen BetriebsbedinOmunger ausreichend starke Ausgangssignale abzugeben.
Unter Betriebsbedingungen sind hier vor allem die jeweiligen Witterur.gsbedingungen
und die Verschmutzung der Sende-, Empfangs-und Umlenkeinrichtungen zu verstehen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Betrieb
einer derartigen Überwachungseinrichtung anzugeben, dessen Anwendung eine unzeitige
Freimeldung des Gefahrenraumes ausschließt. Diese Aufgabe wird nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren dadurch gelöst, daß vor Jedem Überwachungsvorgang im Überwachungsraum
mindestens im Bereich der Empfangseinrichtungen ermittelt wird, wie stark die Intensität
gleichartiger Fremdstrahlung ist, die in der gleichen Richtung wie die von den noch
unwirksamen Sendeeinrichtungen ausgesandten Strahlen einfällt und daß der dabei
ermittelte Intensitätswert als Maß für die Bedämpfung der Empfangseinrichtungen
mindestens während des nachfolgenden Uberwachungsvorganges dient, wobei der Dämpfungsfaktor
mit zunehmender Strahlungsintensität ansteigt.
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Zu diesem Zweck können im Gehäuse für die Aufnahme der Empfangseinrichtungen
nach einem Teilmerkmal der Erf indung strahlungsempfindliche Einrichtungen vorgesehen
sein, die über zugeordnete Schaltmittel in Abhängigkeit von der Jeweils ermittelten
Intensität der Fremdstrahlung die Empfangseinrichtungen bedämpfen bevor die Sendeeinrichtungen
wirksam geschaltet werden. Nach einem weiteren Teilmerkmal
der Erfindung
kann es besonders zweckmäßig sein, zum Ermitteln der Fremdstrahlung vor dem Anschalten
der Sendeeinrichtungen die Empfangs einrichtungen für die Nutzstrahlung zu verwenden
und bei ihrem Ansprechen eine Bedämpfung der Empfangseinrichtungen vorzunehmen.
Diese Bedämpfung kann ggf. schrittweise verstärkt werden; die Sendeeinrichtungen
werden zur Überwachung des Gefahrenraumes erst dann wirksam geschaltet, wenn die
Empfangseinrichtungen durch die Fremdstrahlung nicht mehr ansprechen. Die Bedämpfung
der Empfangseinrichtungen kann beispielsweise durch Änderung des Verstärkerfaktors
der Empfangseinrichtungen oder durch Vorschalten von Blendenanordnungen erfolgen.
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Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigt Fig. 1 eine aus dem Eisenbahnwesen an sich bekannte Uberwachungseinrichtung
für einen Bahnübergang; die Fig. 2 und 3 zeigen Intensitäts-Zeitdiagramme bei verschiedenen
Betriebsbedingungen für die in Fig. 1 schematisch dargestellte gebündelt Strahlung.
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In Fig. 1 ist ein durch Halbschranken HS1 bis HS4 gesicherter Bahnübergang
BU für die Gleise G1 und G2 schematisch dargestellt. Die Halbschranken HS1 und HS4
bzw. HS2 und HS3 werden bei Annäherung eines Zuges an den Bahnübergang BU zeitversetzt
geschlossen, sofern der strichpunktiert dargestellte Gefahrenraum G des Bahnüberganges
frei von Fahrzeugen und Personen ist. Um dies festzustellen, ist an der Grenze des
Gefahrenraumes G ein Gerät M mit Sendeeinrichtungen T und Empfangseinrichtungen
E für gebündelte Strahlung, beispielsweise Laserstrahlung; angeordnet. Bei Annäherung
eines Zuges an den Bahnübergang BU werden die Sendeeinrichtungen T durch nicht dargestellte
Schaltmittel angeschaltet. Die von ihnen ausgesandte gebündelte Strahlung bildet
im Gefahrenraum G nach mehrfacher Umlenkung
durch am Rande dieses
Raumes angeordnete Reflektoren R ein Netzwerk von sich kreuzenden Strahlen 1 bis
6, die beim Auftreffen auf die Empfangseinrichtungen E eine Freimeldung des Gefahrenraumes
bewirken. Das Netz der Strahlen ist so dicht, daß Körper vorgegebener Mindestgröße,
z.B. Fahrzeuge, die den B2hnübergang BU passieren, unbedingt den Strahlengang unterbrechen
und damit eine Besetztmeldung des Gefahrenraumes auslösen. Eine derartige Besetztmeldung
führt dazu, daß die Halbschranken HS1 bis H54 oder mindestens die Halbschranken
HS2 und HS3 nicht abgesenkt werden können, so daß die die Besetztmeldung auslösenden
Fahrzeuge bzw. Personen den Gefahrenraum G noch verlassen können.
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Ein derartiges Funktionsverhalten der Uberwachungseinrichtung ist
aber - wie bereits angedeutet - nur dann gewährleistet, wenn sichergestellt ist,
daß bei besetztem Gefahrenraum G der Empfänger tatsächlich abfällt und nicht durch
Fremdstrahlung genügender Intensität ausgesteuert wird.
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Da die Sendeleistung der Sendeeinrichtungen bei dem Publikum zugänglichen
Anlagen unterhalb eines bestimmten Maximalwertes liegen muß, ist leicht einzusehen,
daß die Empfänger mit einer relativ großen Verstärkung arbeiten müssen, um bei ungünstigen
Betriebsbedingungen (Nebel, Regen,Schnee, Verschmutzung) die Funktionstüchtigkeit
der Anlage noch gewährleisten zu können. Dies hat zur Folge, daß die Empfangseinrichtungen
bei günstigen Betriebsbedingungen und freiem Gefahrenraum außerordentlich stark
übersteuert werden. Zwar wird ein freier Gefahrenraum auch bei Ubersteuerung freigemeldet;
ist der Gefahrenraum jedoch tatsächlich besetzt, so kann es bei den angenommenen
günstigen Betriebsbedingungen durch in Richtung der Nutzstrahlen in die Empfangseinrichtungen
einfallende Fremdstrahlung und der in den Empfangseinrichtungen vorgenommenen außerordentlich
hohen Verstärkung dazu kommen, daß der für das Ansprechen der Empfangseinrichtungen
erforderliche Intensitätsschwellwert überschritten wird. Die Empfangseinrichtungen
würden
in diesem Fall den Gefahrenraum freimelden, obgleich dieser tatsächlich besetzt
ist. Die Folge davon wäre eine Gefährdung des zwischen den sich senkenden Schranken
eingeschlossenen Publikums und ggf. auch eine Gefährdung der Fahrgäste im sich nähernden
Zug.
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Hier setzt die Erfindung ein. Sie geht von der Überlegung aus, daß
die Sendeleistung der Sendeeinrichtungen dadurch vorgegeben ist, daß sich die Nutzstrahlung
bei ungünstigen Betriebsbedingungen genügend stark von der auch in diesem Fall noch
zu erwartenden Fremdstrahlung abheben muß und daß die Verstärkung der Empfangseinrichtungen
in diesem Fall so groß sein muß, daß nachgeschaltete Schaltmittel für die Freimeldung
des Gefahrenraumes mit Sicherheit ansprechen können, daß die Verstärkung der Empfangseinrichtungen
bei günstigen Betriebsbedingungen aber sehr viel geringer sein könnte, weil der
Intensitätsverlust der von den Sendeeinrichtungen ausgesandten Strahlung auf dem
Wege zu den Empfangseinrichtungen geringer ist als bei ungünstigen Betriebsbedingungen.
Bedämpft man nun die Empfangseinrichtungen so stark, daß die bei günstigen Betriebsbedingungen
und freiem Gefahrenraum von ihm registrierte Strahlungsintensität gerade zum Ansprechen
der nachgeschalteten Freimeldeeinrichtungen ausreicht, so ist gleichzeitig auch
die auf ihn einwirkende Fremdstrahlung um den gleichen Faktor vermindert worden
und es kann nicht zu dem vorstehend angegebenen Störungsfall kommen, bei dem ein
besetzter Gefahrenraum fälschlicherweise freigemeldet wird.
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Diese Zusammenhänge sind nachfolgend an Hand der grafischen Darstellungen
in den Fig. 2 und 3 verdeutlicht. In Fig. 2 ist angenommen, daß für die in Fig.
1 dargestellte Einrichtung ungünstige Betriebsbedingungen vorliegen, daß also ein
Großteil der von den Sendeeinrichtungen T ausgesandten Strahlung auf dem Wege zu
den Empfangs einrichtungen E durch Absorption und Reflexion verloren geht. Bei diesen
Betriebsbedingungen
dürfen die Empfangseinrichtungen nicht bedämpft
werden, sondern sie müssen die ihnen zugeführten Signale maximal verstärken. Nach
der Erfindung wird nun vor dem eigentlichen Uberwachungsvorgang im Gefahrenraum
im Bereich der Empfangseinrichtungen ermittelt, wie stark die Intensität gleichartiger
Fremdstrahlung ist, die in der gleichen Richtung wie die von der noch unwirksamen
Sendeeinrichtung ausgesandten Strahlen einfällt. Diese Ermittlung möge, ausgelöst
durch einen sich nähernden Zug, in der Zeit zwischen t1 und t2 stattfinden; die
Intensität SJ der Fremdstrahlung möge den Wert Sf haben. Daraufhin werden zum Zeitpunkt
t3 die Sendeeinrichtungen wirksam geschaltet und die Empfangseinrichtungen registrieren
für die Dauer der Senderanschaltung in der Zeit zwischen t3 und t4 Strahlung der
Intensität Se.
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Diese Strahlungsintensität liegt oberhalb der Strahlungsintensität
Sa, die den unteren Schwellwert für die Auslösung eines Freimeldesignales angibt.
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In Fig. 3 ist angenommen, daß für die Einrichtung nach Fig. 1 günstige
Betriebsbedingungen vorliegen, daß also ein sehr viel größerer Teil der von den
Sendeeinrichtungen ausgesandten Strahlung auf die Empfangseinrichtungen trifft als
bei der Annahme nach Fig. 2. Vor dem eigentlichen Uberwachungsvorgang wird wiederum
ermittelt, wie groß die Intensität der Fremdstrahlung ist, die bei noch abgeschalteten
Sendeeinrichtungen in Richtung der Nutzstrahlung auf die Empfangseinrichtungen trifft.
Infolge der günstigen Betriebsbedingungen soll die Intensität der Fremdstrahlung
zwischen den Zeitpunkten tl und t2 so groß sein, daß sie bei unbedämpften Empfangseinrichtungen
oberhalb des für den Betrieb der eigentlichen Freimeldeeinrichtungen erforderlichen
Schwellwertes Sa liegt. Hieraus folgt, daß bei den angenommenen günstigen Betriebsbedingungen
durch unvermeidbare Fremdstrahlung eine Freimeldung des Gefahrenraumes bewirkt würde,
unabhängig davon, ob der Gefahrenraum besetzt oder frei ist.
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Nach der Erfindung werden beim Feststellen einer unzulässig hohen
Fremdstrahlung die Empfangseinrichtungen so stark bedämpft, daß eine Freimeldung
allein durch die Fremdstrahlung nicht mehr möglich ist. Dieses Bedämpfen möge zum
Zeitpunkt tx erfolgen und mindestens für die Dauer des eigentlichen Überwachungsvorganges
wirksam sein. In Fig. 3 ist angenommen, daß die in den Empfangseinrichtungen wirksame
Fremdstrahlung Sf durch die Bedämpfung auf den Wert Sf* abgesunken sei, der unterhalb
des Ansprechschwellwertes Sa liegt. Dieser Schwellwert wird erst zu einem späteren
Zeitpunkt, nämlich während des anschließenden Überwachungsvorganges zwischen t3
und t4 überschritten, an dem der Sender wirksam ist. Zwar ist das Ausgangssignal
der Empfangs einrichtungen kleiner als bei unbedämpften Empfangseinrichtungen; die
wirksame Strahlungsintensität Se* liegt aber trotz Bedämpfung noch oberhalb des
Schwellwertes Sa, so daß bei freiem Gefahrenraum auch tatsächlich eine Freimeldung
erfolgt. Bei besetztem Gefahrenraum dagegen liegt die wirksame Fremdstrahlung Sf*
unterhalb dieses Schwellwertes und eine fälschliche Freimeldung ist ausgeschlossen.
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Zum Ermitteln der Fremdstrahlungsintensität ist'es möglich, gesonderte
strahlungsempfindliche Einrichtungen anzuordnen, die über zugeordnete Schaltmittel
in Abhängigkeit von der jeweils ermittelten Intensität der Fremdstrahlung die Empfangseinrichtungen
bedämpfen und danach die Sende einrichtungen wirksam schalten. Das Bedämpfen kann
beispielsweise durch Schaltmittel erfolgen, welche den Verstärkungsfaktor der Empfangseinrichtungen
in Abhängigkeit von der registrierten Fremdstrahlungsintensität ändern. Es ist (jedoch
auch möglich, daß diese Schaltmittel die Empfangseinrichtungen durch Einstellen
von vor den Empfangseinrichtungen angeordneten Blendenanordnungen bedarfsweise bedämpfen.
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Werden zum Ermitteln der Fremdstrahlungsintensität gesonderte strahlungsempfindliche
Einrichtungen verwendet, so sind diese in der Nähe der Empfangseinrichtungen anzuordnen.
Dies kann beispielsweise in der Weise geschehen, daß die Strahlungsindikatoren die
Eintrittsöffnungen der Empfangs einrichtungen mindestens partiell bogenförmig urnschließen,
um so einen möglichst großen Anteil der Fremdstrahlung zu registrieren.Es ist aber
auch möglich, die Strahlungsindikatoren streifen-oder gitterförmig auszubilden und
innerhalb der Eintrittsöffnungen der Empfangseinrichtungen anzuordnen.
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Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung sieht vor,
zum Ermitteln der Fremdstrahlungsintensität auf gesonderte strahlungsempfindliche
Einrichtungen zu verzichten und hierfür die Empfangseinrichtungen selbst zu verwenden.
Bei einer derartigen Ausführungsform sind den Empfangseinrichtungen Schaltmittel
zuzuordnen, welche die Empfangseinrichtungen vor dem Anschalten der Sende einrichtungen
wirksam schalten, ohne daß ihr Ausgangssignal zu einer Freimeldung des Gefahrenraumes
führen kann.
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Liegt die dabei ermittelte Fremdstrahlungsintensität oberhalb des
vorgegebenen Schwellwertes Sa, so erfolgt eine Bedämpfung der Empfangseinrichtuen
so lange und so oft, bis das Ausgangssignal der Empfangseinrichtungen zum Betätigen
der nachgeschalteten Freimeldeeinrichtungen nicht mehr ausreichen würde. Erst dann
werden die Sendeeinrichtungen wirksam geschaltet und der Gefahrenraum auf seinen
Frei- oder Besetztzustand hin untersucht.
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Die Erfindung zeigt einen Weg, auf welche Art und Weise die Gefahrenraumfreimeldung
unabhängig zu machen ist von störenden und gefahrbringenden Fremdstrahlungen und
benennt auch die Einrichtungen, mit denen dieses Ziel erreicht werden kann. Die
vorstehenden Angaben dienen lediglich zur Erläuterung des Wirkungsprinzips und lassen
sich in Abhängigkeit von den Jeweils vorliegenden Gegebenheiten bedarfsweise
erweitern
bzw. vervollständigen. So ist z.B.
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die Erfindung nicht darauf beschränkt, daß die Sendeeinrichtungen
die Nutzstrahlung ständig aussenden. Sie ist auch für den Fall sinnvoll anzuwenden,
bei denen die Sendeeinrichtungen impulsweise betrieben werden. Die Erfindung bleibt
auch dann sinnvoll, wenn den Empfangseinrichtungen zur weiteren Streustrahlungsausblendung
Empfangsfilter vorgeschaltet sind, die auf die Frequenz der von den Sendeeinrichtungen
ausgesandten Strahlung abgestimmt sind oder wenn die Empfangseinrichtungen so ausgebildet
sind, daß sie nur auf Strahlung einer bestimmten Modulation oder Codierung ansprechen.
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Die Anwendung der Erfindung ist nicht beschränkt auf das in Fig. 1
näher dargestellte Ausführungsbeispiel mit einem als Bahnübergang ausgebildeten
Gefahrenraum. Sie ist ebenso anwendbar für beliebige andere Gefahrenräume, die durch
gebündelte Strahlung überwacht werden. Dabei ist es nicht zwingend erforderlich,
daß die Empfangseinrichtungen mit den Sendeeinrichtungen in einem gemeinsamen Gehäuse
angeordnet sind, sondern es ist auch möglich, die Empfangseinrichtungen an von den
Sendeeinrichtungen verschiedenen Stellen anzuordnen. Desgleichen ist es möglich,
Sende- und Empfangseinrichtungen so anzuordnen, daß die von den Sendeeinrichtungen
ausgesandte Strahlung die Empfangseinrichtungen ohne Umlenkung an Reflektoren direkt
erreicht.
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Einfügung A auf Seite 2 Aber auch da, wo durch geeignete Maßnahmen
eine Unterscheidung zwischen Nutz- und Fremdstrahlung möglich ist, kann es bei besetztem
Gefahrenraum zu einem unzeitigen Ansprechen der Empfangseinrichtungen kommen. Dieser
Fall kann dann eintreten, wenn innerhalb oder außerhalb des Gefahrenraumes reflektierte
Nutzstrahlung mit genügend hohem Pegel auf die Empfangseinrichtungen gelangt und
dort das Auslösen eines Freimeldesignals bewirkt.